Titelaufnahme

Titel
From neuro-psychoanalysis to cognitive and affective automation systems / Brigitte Palensky
VerfasserPalensky, Brigitte
Begutachter / BegutachterinDietrich, Dietmar ; Barnard, Etienne
Erschienen2008
UmfangIX, 145 Bl. : graph. Darst.
HochschulschriftWien, Techn. Univ., Diss., 2008
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Autonome Systeme / Künstliche Intelligenz / Kognition / Psychoanalyse / Entscheidungsfindung / Freud
Schlagwörter (EN)autonomous systems / artificial intelligence / cognition / psychoanalysis / behavior selection / Freud
Schlagwörter (GND)Technisches System / Autonomes System / Künstliche Intelligenz / Kognition / Psychoanalyse
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-14076 Persistent Identifier (URN)
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From neuro-psychoanalysis to cognitive and affective automation systems [1.45 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Der Bedarf nach besserer Prozessinformation führt zu einer stetigen Erhöhung der Anzahl der Sensoren in Automatisierungssystemen.

Die dadurch entstehende Komplexität wird durch dynamische, ungewisse und komplexe Einsatzumgebungen noch verstärkt. Traditionelle, regel-basierte Steuerungen stoßen dabei an ihre Grenzen, neue, adaptive und flexible Lösungen sind zukünftig gefragt.

Diese Arbeit präsentiert einen neuen Ansatz technische Systeme mit den Erkenntnisfähigkeiten des menschlichen Geistes auszustatten. Die Basis dafür sind Ergebnisse einer jungen, aber produktiven Wissensdisziplin - der Neuro-Psychoanalyse. Diese ermöglicht die Entwicklung einer funktionellen, kognitiven Architektur - angelehnt an das Ich/Es/Über-Ich Modell von Sigmund Freud - mit der technische Systeme zur Entscheidungsfindung ausgestattet werden können. Ein zentraler Punkt ist die ganzheitliche Sicht von Wahrnehmung und Aktion. Automatisierungssysteme oder Roboter werden mit affektiven Mechanismen der Bewertung (Triebe, Emotionen, Wünsche, etc.) versehen, die es ihnen erlauben, wahrgenommene Sensordaten in bedeutungsbehaftete Informationen und kontext-spezifisches Wissen zu verwandeln, das wiederum die Basis für die Auswahl geeigneter Handlungen bildet.

Der Kern der Architektur ist ein Gedächtnis, das individuelle Erfahrungen eines konkreten Systems auf emotional besetzte Weise abspeichert. Der stetige Fluss der Wahrnehmungen wird durch diese bewertet abgespeicherten Erinnerungen von Ereignissen und eigenen Handlungen, inklusive deren Folgen, gefiltert, um hochwertige Entscheidungen für die aktuelle Situation zu finden. Erfahrungen, die in der Vergangenheit als positiv empfunden wurden, sowie Entscheidungen, die indirekt zu einer positiven Empfindung geführt haben, werden wieder angestrebt. Bereits erfahrene und abgespeicherte Sequenzen dienen auch dazu, den Ausgang von aktuellen Vorgängen zu antizipieren und im eigenen Sinne zu beeinflussen. Es wird untersucht, wie der gewählte neuro-psychoanalytische Ansatz das Design der kognitiven Architektur bestimmt, sowohl bezüglich der konstituierenden Elemente (Konzepte, Funktionen, Datenstrukturen, etc.), als auch der strukturellen Organisation und der darauf ablaufenden Prozesse. Erste prototypische Tests der neuen Konzepte werden beschrieben um zu demonstrieren, wie die einzelnen Teile der viele Ebenen umfassenden Architektur interagieren und während des Betriebs aufeinander einwirken.

Eine zukünftige, vollständige Implementierung der Architektur stellt in Aussicht, dass technische Systeme dieser Art, trotz aller Komplexität, nicht nur ein kontext-sensitives Verständnis ihrer Umgebung entwickeln können, sondern auch ein Bild ihrer selbst als handelnde Akteure.

Zusammenfassung (Englisch)

Automation systems are becoming increasingly complex, driven by a steadily increasing numbers of sensors for better process information.

Additionally, such systems will be required to act in dynamic, uncertain, and complex environments. Traditional, rule-based models are too limited to create suitable adaptive systems; consequently, more flexible descriptions and solutions are necessary. This thesis presents a new approach of functionally translating useful human mental capabilities to technical systems via the construction of a unified cognitive architecture based on a combination of neurological and psychoanalytic findings and concepts - two sciences which have only recently embarked in promising cooperative directions.

Psychoanalytically, out of the many possible frameworks, the architecture is inspired by the id-ego-superego model of S. Freud. A central aspect of the approach is an integrative view of perception and action. Automation systems or robots are equipped with evaluative psychic mechanisms (e.g. drives, emotions, and desires) that enable them to autonomously and adaptively turn perceived sensor information into meaningful pieces of knowledge, needed for the selection of appropriate actions. An important part of the architecture is the introduction of a system-specific memory storing individual experiences in an emotionally tagged way to constantly process the perceptual present through the filter of the past in order to reach decisions on 'what is currently the best thing to do'. Previously successful experiences are desired to be repeated. Known sequences of actions and events are projected ahead to anticipate what will happen next, and to evaluate alternative behavioral paths in an off-line fashion. The proposed cognitive architecture is informed by several aspects of the chosen approach concerning its constitutive elements (e.g. concepts, functions, data structures), its organization, and its processes. A simple prototypical implementation of the architecture is described to illustrate how the various functions on the many levels of the architecture work together. This serves to demonstrate the potential of the proposed architecture when `in action' and supports the hope that - despite all complexities - one day, when effectively implemented, the architecture can lead to technical systems that construct a context-sensitive picture about their environment - and also about themselves as subjectively planning and feeling agents.